KR20030013629A - 반도체장치 제조용 챔버의기밀유지 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공정이 이루어지는 챔버 내부의 진공압 상태를 안정적으로 유지하도록 하고, 또 챔버 내부에 공급되는 각종 가스를 포함한 오염원이 외부로 유출되는 것을 방지하도록 하는 반도체장치 제조용 챔버의 기밀유지 조립체에 관한 것으로서, 이에 대한 특징적 구성은, 상부가 개방된 소정 공간을 구획하며, 내벽 소정 위치의 둘레를 따라 단차부를 이루는 하우징과; 상기 하우징의 내벽에 대향 설치되는 관 형상으로 상기 하우징의 단차진 부위와 동일한 높이의 외벽 둘레를 따라 단차부를 이루는 프로세스튜브와; 상기 하우징과 프로세스튜브의 단차진 부위와 그 주연 측벽에 밀착 지지되는 쿨링플랜지와; 상기 프로세스튜브의 상부 내측으로 소정 깊이 삽입되고, 상부 외측 부위를 따라 플랜지 부위가 연장 형성되며, 상기 플랜지 부위 가장자리 부위는 상기 하우징과 프로세스튜브의 상측 부위를 통해 끼워지는 형상을 이루도록 돌출링이 연장 형성된 상부전극부;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. 이에 따르면, 상부전극부와 하우징의 결합에 따른 기밀 유지 관계 구성 수가 줄고 단순화되어 그 분해 조립이 용이함과 동시에 작업자의 노동력과 작업시간이 절감되며, 기밀 유지 관계 위치가 굴곡된 형상을 이루게 됨으로써 안정화와 그 신뢰도를 높이게 되며, 이에 따른 공정 불량이 예방되고, 또 반도체장치의 품질 및 제조수율이 향상되는 효과를 갖게 된다.

Description

반도체장치 제조용 챔버의 기밀유지 조립체{sealing assembly of chamber semiconductor device fabricating}

본 발명은 반도체장치 제조용 챔버의 기밀유지 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정이 이루어지는 챔버 내부의 진공압 상태를 안정적으로 유지하도록 하고, 또 챔버 내부에 공급되는 각종 가스를 포함한 오염원이 외부로 유출되는 것을 방지하도록 하는 반도체장치 제조용 챔버의 기밀유지 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 반도체장치는 웨이퍼 상에 사진, 식각, 확산, 화학기상증착, 이온주입 및 금속증착 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행하게 됨으로써 이루어진다. 이들 각 공정 중 식각, 확산, 화학기상증착, 금속증착 등의 공정을 수행하는 반도체장치 제조설비에는 고주파 파워를 이용하여 공급되는 공정가스를 플라즈마 상태로 변환시켜 웨이퍼 상의 상면 또는 패턴 마스크로부터 노출되는 부위에서 반응토록 하여 공정을 수행하는 것이 있다.

이러한 반도체장치 제조설비의 공정 수행 과정에서 외부의 각종 오염원으로부터 웨이퍼 및 순수한 공정가스의 반응이 있도록 함과 동시에 그 반응에 요구되는 플라즈마 형성이 용이하도록 하기 위하여 공정이 이루어지는 챔버 내부는 소정의 진공압 상태를 형성하게 된다.

상술한 바와 같이, 챔버 내부의 진공압 분위기를 형성 및 유지 관계에 있어서, 챔버 내부의 진공압 상태를 유지시키기 위한 챔버의 결합 관계 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

종래 기술에 따른 반도체장치 제조용 챔버(10) 구성은, 도 1에 도시된 바와 같이, 소정 공간을 구획하는 하우징(12)이 있고, 이 하우징(12)의 하부 소정 위치에는 하우징(12) 일측의 선택적으로 개폐되는 도어(도면의 단순화를 위하여 생략함)를 통해 투입 위치되는 웨이퍼(W)의 저면을 선택적으로 고정 지지하며, 고주파 파워가 인가되는 하부전극부(14)가 설치된다.

또한, 하우징(12)과 하부전극부(14) 사이에는 하우징(12)의 내벽을 따라 프로세스 튜브(16)가 근접 대향하여 설치되고, 이 프로세스튜브(16)의 상면에 대향하는 하우징(12)의 내벽에는 동일한 높이로 단차부를 이루고 있으며, 이들 하우징(12) 내벽과 프로세스튜브(16) 사이에는 하우징(12) 내부의 가열됨과 인가되는 고주파 파워에 의한 공정가스의 플라즈마 형성을 돕기 위한 쿨런트(18)가 충진된다.

한편, 상술한 하우징(12)의 개방된 상측 부위에는 상술한 프로세스 튜브(16)의 내벽 소정 부위까지 삽입되는 형상을 이루고, 상측의 가장 자리 부위는 프로세스 튜브(16)의 상면에 대향하여 얹혀지도록 그 부위를 따라 연장 돌출된 플랜지 형상을 이루며, 상술한 하부전극부(14)에 대응하여 고주파 파워가 인가되는 상부전극부(20)가 안착 결합되어 하우징(12) 내부를 소정의 밀폐된 공간으로 형성하게 된다.

또한, 상술한 프로세스 튜브(16)와 상부전극부(20)의 프랜지 부위 사이에는 상부전극부(20)의 결합에 따른 그 내부의 밀폐된 분위기를 유지시키기 위한 기밀유지 조립체가 설치된다.

이러한 기밀유지 조립체에 대한 종래의 기술 구성을 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(12) 내벽에 단차진 부위와 프로세스튜브(16)의 상면에 얹혀지는 형상으로 스크류로 체결 고정되는 쿨링플랜지(22)가 위치되고, 이 쿨링플랜지(22)의 저면과 대응하는 하우징(12)의 단차부와 프로세스튜브(16) 상면 사이에는 통상의 기밀을 유지토록 하여 액상의 쿨런트(18)의 유출을 차단하도록 하는 제 1 오링(24a)가 위치된다. 또한, 상술한 쿨링플랜지(22)의 상면 내측 부위에는 단차진 형상을 이루고 있으며, 이 단차진 상면에는 다시 상부전극부(20)의 결합에 따른 하우징(12) 즉, 챔버(10) 내부의 진공압 상태 등의 분위기와 챔버(10) 내부에 공급되는 공정가스의 유출을 방지하기 위하여 상부전극부(20)의 측벽에 밀착 대응하게 되는 제 2 오링(24b)이 안착 위치되고, 이 제 2 오링(24b)을 포함한 쿨링플랜지(22)의 상면에는 상부전극부(20)의 플랜지 부위를 받쳐 지지하도록 하는 지지링(26)이 통상의 스크류로 결합되게 된다. 그리고, 상술한 지지링(26)의 상면과 상부전극부(20)의 플랜지 부위 사이에는 다시 그 기밀을 유지토록 하기 위한 제 3 오링(24c)이 안착 위치된다.

이러한 구성에 있어서, 상술한 챔버 내부의 진공압 등의 분위기를 유지시키기 위한 기밀유지 조립체는 제 1 내지 제 3 오링(24a, 24b 24c)과 이들 사이에 위치되는 쿨링플랜지(22)와 지지링(26)의 결합에 의해 이루어지게 된다.

그러나, 상술한 바와 같이, 상술한 기밀유지 조립체의 실링 위치는 상부전극부(20)의 측벽에 밀착됨으로써 이루어짐에 따라 공정 진행 중에 고주파 파워에 인가에 따른 각 구성의 가열됨의 정도 등에 의해 기밀 유지 관계가 불안정한 상태에있게 된다.

또한, 상술한 기밀유지에 따른 구성의 수가 많으며, 많은 스크류로 체결됨에 의해 분해 조립 작업에 대한 작업 시간이 연장되고, 또 그에 따른 작업자의 노동력과 번거로움이 있으며, 계속적인 스크류의 사용에 의해 마모되거나 그 체결 정도가 불균일하게 이루어질 경우 기밀유지가 어려운 관계에 있게 된다.

그리고, 상술한 기밀 유지 상태에 문제가 발생될 경우 공정불랴을 야기하게 되고, 이를 통해 공정 불량과 제조되는 반도체장치의 품질 및 제조수율이 저하되는 문제를 초래하게 된다.

본 발명의 목적은, 상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상부전극부와 하우징의 결합에 따른 기밀 유지 관계 구성을 단순화시켜 그 분해 조립이 용이하도록 함과 동시에 작업자의 노동력과 작업시간을 절감하도록 하고, 기밀 유지의 안정화를 구축하여 그에 따른 공정 불량을 방지하도록 함으로써 제조되는 반도체장치의 품질 및 제조수율을 향상시키도록 하는 반도체장치 제조용 챔버의 기밀유지 조립체를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 반도체장치 제조용 챔버 구성 및 이들 구성의 결합 관계를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 Ⅱ-Ⅱ 선을 기준하여 반도체장치 제조용 챔버의 기밀유지 조립체 구성 및 그 설치 관계를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체장치 제조용 챔버의 기밀유지 조립체 구성 및 이들 구성의 설치 관계를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10, 28: 챔버 12, 30: 하우징

14: 하부전극부 16, 32: 프로세스튜브

18: 쿨런트 20, 34: 상부전극부

22, 36: 쿨링블랜지24a, 24b, 24c: 오링

26: 지지링 38: 돌출링

40a, 40b: 기밀유지부재

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 상부가 개방된 소정 공간을 구획하며, 내벽 소정 위치의 둘레를 따라 단차부를 이루는 하우징과; 상기 하우징의 내벽에 대향 설치되는 관 형상으로 상기 하우징의 단차진 부위와 동일한 높이의 외벽 둘레를 따라 단차부를 이루는 프로세스튜브와; 상기 하우징과 프로세스튜브의 단차진 부위와 그 주연 측벽에 밀착 지지되는 쿨링플랜지와; 상기 프로세스튜브의 상부 내측으로 소정 깊이 삽입되고, 상부 외측 부위를 따라 플랜지 부위가 연장 형성되며, 상기 플랜지 부위 가장자리 부위는 상기 하우징과 프로세스튜브의 상측 부위를 통해 끼워지는 형상을 이루도록 돌출링이 연장 형성된 상부전극부;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 상부전극부의 측벽과 돌출링 내벽 사이에 끼워지게 위치되는 상기 프로세스튜브 상측 단부에 기밀유지부재를 더 구비토록 하여 구성함이 바람직하다.

그리고, 상기 돌출링의 하면과 상기 쿨링플랜지의 상면 사이에는 상기 하우징과 프로세스튜브의 측벽까지 연장되는 다른 기밀유지부재가 더 구비토록함이 바람직하다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체장치 제조용 챔버의 기밀유지 조립체에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체장치 제조용 챔버의 기밀유지 조립체 구성 및 이들 구성의 결합 관계를 개략적으로 나타낸 단면도로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 반도체장치 제조용 챔버의 기밀유지 조립체 구성은, 도 3에도시된 바와 같이, 상부가 개방된 형상으로 소정 공간을 구획하는 하우징(30)이 있고, 이 하우징(30)의 하부 소정 위치에는 하우징(30) 일측의 선택적으로 개폐되는 도어(도면의 단순화를 위하여 생략함)를 통해 투입 위치되는 웨이퍼(W)의 저면을 선택적으로 고정 지지하며, 고주파 파워가 인가되는 하부전극부(14)가 설치된다.

또한, 하우징(30)의 개방된 상부로부터 소정 깊이의 내벽 위치에는 돌출된 형상으로 단차를 이루고 있으며, 하우징(30)과 하부전극부(14) 사이에는 하우징(30)의 내벽을 따라 프로세스튜브(32)가 근접 대향하여 설치되고, 이 프로세스튜브(32)의 상측 부위는 상술한 하우징(30)의 단차진 부위 이상의 높이와 하우징(30) 상측 단부 하측에 위치된다. 그리고, 프로세스튜브(32)의 외벽 상에는 상술한 하우징(30)의 단차진 부위 위치와 동일한 높이의 외벽을 따라 외측으로 돌출된 형상으로 단차지게 형성되고, 이 단차진 부위에는 그 사이에 충진되는 쿨런트(18)의 유출을 방지하기 위한 쿨링플랜지(36)가 밀착되게 설치된다.

이러한 형상에 대응하여 하우징(30)의 개방된 상부로부터 삽입되어 결합되는 상부전극부(34)는, 그 중심 부위가 하측으로 돌출된 형상을 이루며, 그 ??벽이 상술한 프로세스튜브(32)의 내벽에 밀착되게 삽입 가능한 형상을 이루고, 이 측벽의 상측 부위에는 외측으로 플랜지 형상을 이루며 연장 형성된다.

또한, 상부전극부(34)의 플랜지 부위 저면 가장지리 부위에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(30)과 프로세스튜브(32)가 이루는 간격 사이로 소정 깊이 삽입되게 돌출링(38)이 연장 형성되고, 이 돌출링(38)은 상술한 쿨링플랜지(36)에 지지됨으로써 상부전극부(34)의 위치를 제한하게 된다.

그리고, 상술한 프로세스튜브(32)의 상측 부위는, 상술한 상부전극부(34)의 측벽과 돌출링(38)의 내벽 사이에 끼워지는 형상을 이루게 되며, 이 프로세스튜브(32)의 상측 단부와 이에 대응하는 상부전극부(34)의 플래지 부위 사이에는 그 기밀을 유지토록 하기 위한 기밀유지부재(40a)가 구비되고, 이에 더하여 상술한 쿨링플랜지(36)의 상면과 이에 대응하는 상부전극부(34)의 돌출링(38) 하면 사이에는 다른 기밀유지부재(40b)가 더 구비될 수 있다.

이러한 구성에 있어서, 챔버(28) 내부의 기밀 유지 관계는 상술한 상부전극부(34)의 측벽으로부터 외측으로 연장 형성된 플랜지 부위와 플랜지 부위의 가장자리에 연장 돌출된 형상의 돌출링(38)에 의한 이중의 굴곡된 형상과 상부전극부(34)의 측벽과 돌출링(38) 내벽 사이로 프로세스튜브(32)의 상측 부위가 끼워지고, 또 그 사이에 기밀유지부재(40)가 위치됨에 의해 복수회 굴곡됨과 동시에 그 변형이 없도록 끼워지는 형상에 의해 안정적인 기밀 유지 관계가 이루어지게 된다. 또한, 돌출링(38)의 하측 부위는 다시 쿨링플랜지(36)와 밀착되고, 이 쿨링플랜지(36)와 밀착되는 부위로부터 근접하는 하우징(30)의 내벽 사이는 다시 굴곡되어 밀착되게 위치됨으로써 재차 기밀 유지 관계를 형성하게 된다.

또한, 상술한 기밀유지 관계는, 쿨링프랜지(36)와 기밀유지부재(40)와 상부전극부(34)의 굴곡된 형상 및 이 상부전극부(34)의 굴곡된 부위에 대응하여 끼워지는 형상을 이루는 프로세스튜브(32)의 구성에 의해 이루어짐에 따라 그 기밀 유지 관계의 구성 수가 하우징(30), 프로세스튜브(32), 상부전극부(34), 쿨링플랜지(36) 및 기밀유지부재(40)로 이루어져 종래 기술에 비교하여 보다 단순화되고, 상호간의결합에 따른 밀착되는 부위가 굴곡된 형상에 의해 보다 연장 형성됨과 동시에 그 기밀 효율이 향상되는 관계에 있게 된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 상부전극부와 하우징의 결합에 따른 기밀 유지 관계 구성 수가 줄고 단순화되어 그 분해 조립이 용이함과 동시에 작업자의 노동력과 작업시간이 절감되며, 기밀 유지 관계 위치가 굴곡된 형상을 이루게 됨으로써 안정화와 그 신뢰도를 높이게 되며, 이에 따른 공정 불량이 예방되고, 또 반도체장치의 품질 및 제조수율이 향상되는 효과를 갖게 된다.

본 발명은 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (3)

1. 상부가 개방된 소정 공간을 구획하며, 내벽 소정 위치의 둘레를 따라 단차부를 이루는 하우징과;

   상기 하우징의 내벽에 대향 설치되는 관 형상으로 상기 하우징의 단차진 부위와 동일한 높이의 외벽 둘레를 따라 단차부를 이루는 프로세스튜브와;

   상기 하우징과 프로세스튜브의 단차진 부위와 그 주연 측벽에 밀착 지지되는 쿨링플랜지와;

   상기 프로세스튜브의 상부 내측으로 소정 깊이 삽입되고, 상부 외측 부위를 따라 플랜지 부위가 연장 형성되며, 상기 플랜지 부위 가장자리 부위는 상기 하우징과 프로세스튜브의 상측 부위를 통해 끼워지는 형상을 이루도록 돌출링이 연장 형성된 상부전극부;

   를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체장치 제조용 챔버의 기밀유지 조립체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부전극부의 측벽과 돌출링 내벽 사이에 끼워지게 위치되는 상기 프로세스튜브 상측 단부에 기밀유지부재가 더 구비됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 챔버의 기밀유지 조립체.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 돌출링의 하면과 상기 쿨링플랜지의 상면 사이에는 상기 하우징과 프로세스튜브의 측벽까지 연장되는 다른 기밀유지부재가 더 구비됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 챔버의 기밀유지 조립체.